mecfluidos - GUÍA 1 Sistemas de Unidades

Guía 1
Tema: Sistemas de unidades
Objetivos específicos:

Conocer las magnitudes fundamentales y derivadas
Entender el uso de prefijos y la notación en el Sistema Internacional
Hacer uso de los factores de conversión en unidades del mismo sistema y entre el sistema inglés e internacional

RESUMEN DE TEORÍA

1. Magnitudes fundamentales de los sistemas absolutos: Longitud (L), Masa (M), Tiempo (T), Temperatura (q), Cantidad de sustancia (N), Intensidad de corriente (I), Intensidad lumínica (J).
2. Magnitudes derivadas (Algunas): Densidad (r), Volumen (V), Fuerza (F), Velocidad (v), Aceleración (a), Presión (p), Energía (E), Potencia (P), Viscosidad absoluta (m), Viscosidad cinemática (u); entre otras.
3. Unidades, múltiplos y submúltiplos de las magnitudes fundamentales del Sistema Internacional

|| Magnitud

Unidad fundamental	Múltiplos	Submúltiplos
Longitud	Metro (m)	Decámetro (Dam) = 10 m Hectómetro (Hm) = 100 m Kilómetro (Km) = 1000 m Megámetro (Mm) = 10 6 m Gigámetro (Gm) = 10 9 m	Decímetro (dm) = 0,1 m Centímetro (cm) = 0,01 m Milímetro (mm) = 0,001 m Micrómetro (mm) = 10 -6 m Nanómetro (nm) = 10 -9 m
Masa	Kilogramo (kg)	Tonelada métrica (Ton) = 10 3 kg	gramo (g) = 0,001 kg
Tiempo	Segundo (s)	Minuto (min) = 60 s Hora (h) = 3600 s Día (día) = 86400 s	Décimas = 0,1 s Centésimas = 0,01 s Milésimas (de segundo)= 10-3 s
Temperatura	Kelvin (K)
Cantidad de sustancia	Mol (N)	Kilogramo – mol (kg-mol)	Miligramo mol (milimol) = 10-3 mol
Cantidad de corriente	Ampere (A)

4. Unidades, múltiplos y submúltiplos de las magnitudes fundamentales del Sistema Inglés (Imperial)

|| Magnitud

Unidad fundamental	Múltiplos	Submúltiplos
Longitud	pie (ft)	Yarda (yd) = 3 ft Milla (mi) = 1760 yd	Pulgada, in. 1 in = 0,39 ft
Masa	Libra masa (slug)
Tiempo	Segundo (s)	Minuto (min) = 60 s Hora (h) = 3600 s Día (día) = 86400 s	Décimas = 0,1 s Centésimas = 0,01 s Milésimas (de segundo)= 10-3 s
Temperatura	Rankine (°R)
Cantidad de sustancia	Mol (N)	libra – mol (lb-mol)

5. Algunas magnitudes derivadas con su Unidad principal y no oficiales, en ambos sistemas

Magnitud	Sistema Internacional	Sistema Inglés
Velocidad	m/s (km/h)	ft/s
Volumen	m 3 (L)	ft 3
Densidad	kg/m3 (g/cm3=g/ml)	slug/ ft 3
Fuerza	Newton, N	Libra fuerza, lbf
Presión	Pascal, Pa	psi
Energía	Joule, J	lbf –pie
Viscosidad absoluta	Pa *s	lbf/pie2 * s
Potencia	Watts, W	lbf – pie /s Btu
Flujo volumétrico	m 3/s (L/min)	ft3/s galón / minuto (gpm)

6. Factores de conversión de unidades

Lista de páginas web con información sobre factores de conversión y equivalencias:

EJERCICIO RESUELTO DE CONVERSIÓN DE UNIDADES
Un tanque cilíndrico tarda 1 horas y 15 minutos en desocuparse. Suponiendo que su altura es 3 m y su diámetro 170 cm, determine el flujo volumétrico de salida, en condiciones ideales, en unidades oficiales y en L/min.
Solución:
V = A*h =π*r2*h = π*D2/4*h = π*[170 cm*(1m/100 cm)]2/4*3 m = 6,8 m3
Q = V /t =6,8 m3/(1h*3600s/1h + 15 min*60 s/ 1 min) = 0,00151 m3/s;

EJERCICIOS PROPUESTOS
1) En la siguiente dirección pueden encontrar ejercicios para resolver online, separados por categorías de unidades de longitud, área, volumen, masa, entre otras: http://fsicacreativa.blogspot.com/p/conversion-de-unidades.html
2) Fluye agua por un tubo de 2 pulgadas de diámetro con una velocidad de 3 ft/s.
a) ¿Cuánta energía cinética en J tiene el agua?
b) ¿Cuál es la velocidad de flujo volumétrico en gal/min?
3) Determine the mass and the weight of the air contained in a room whose dimensions are 6 m X 6 m X 8 m. Assume the density of the air is 1.16 kg/m3.
4) A beaker approximates a right circular cone of diameter 7 in and height 9 in. When filled with liquid, it weighs 70 oz. When empty, it weighs 14 oz. Estimate the density of this liquid in SI units.
5) En las siguientes expresiones, determine el error en escritura de las unidades y corríjalo: 1 gr, 30 Kg, 520 Pas*s; 750 PSIA; 0,002 ft3/seg; 60 MTR/s; 2587 Kj/kg
6) Convert to the right SI units: 200 atm; 300 psig; 12 L/min; 700 N/h; 560 hp; 100 kCal; 25 mi/h; 3 bar